DE3705661A1 - Verfahren zum herstellen eines reibringes mit einer konischen oder zylindrischen reibflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer konischen oder zylin­ drischen Reibfläche, wobei ein Reibbelag aus einem Sinter­ pulver mit wenigstens einer metallischen und einer nicht­ metallischen Komponente auf einen Stützring aufgebracht wird.

Die bei Sinterkörpern auftretenden Werkstoffporen bringen beim Einsatz von solchen Werkstoffen für Reibbeläge Vorteile mit sich, die bei Reibscheiben mit einer ebenen Reibfläche einfach ausgenützt werden können, weil das aus wenigstens einer metallischen und einer nichtmetallischen Komponente bestehende Sinterpulver genau dosiert auf den Scheibenkörper aufgebracht und in einer Reihe von Verfahrens­ schritten gesintert und verdichtet werden kann, wobei sich beim Sintern eine gute Verbindung zwischen dem Reibbelag und dem Scheibenkörper ergibt. Reibringe, wie sie bei Synchroni­ siereinrichtungen von Schaltgetrieben, Reibkupplungen oder Reibbremsen Verwendung finden, werden üblicherweise jedoch nicht mit Reibbelägen aus einem Sinterwerkstoff versehen, weil bereits das Auftragen des Sinterpulvers auf die zylin­ drische oder konische Reibfläche Schwierigkeiten bereitet und ein Verdichten der aufgebrachten Pulverschicht über eine axiale Druckstempelbewegung nicht möglich ist.

Um trotzdem Reibringe mit einem Streusinter-Reibbelag ausrüsten zu können, ist es bekannt (DE-PS 34 17 813), den Reibbelag in einer herkömmlichen Weise auf ein ebenes Trä­ gerblech aufzusintern und dann dieses Trägerblech nach einem Biegen entsprechend der geometrischen Form der Reibfläche des Reibringes mit dem Stützring durch ein Punktschweißen zu verbinden. Nachteilig bei diesen bekannten Reibringen ist allerdings, daß durch das Punktschweißen eine ungleichmäßige Wärmebelastung des Stützringes mit der Gefahr von Wärme­ spannungen auftritt, daß aufgrund der Federwirkung des Trä­ gerbleches zwischen den Schweißstellen ein genaues Nachar­ beiten des Reibbelages nicht möglich ist und daß in der Praxis wegen der bei vorgegebenen Stützringabmessungen um die Dicke des Trägerbleches verminderten Stärke des Sinter­ werkstoffes keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden können. Außerdem kann durch das Verformen des zu­ nächst ebenen Trägerbleches die Verbindung des aufgesin­ terten Reibbelages zum Trägerblech beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und ein Herstellungsverfahren für einen Reibring der eingangs geschilderten Art anzugeben, mit dessen Hilfe der Stützring in einfacher Weise mit einem aus einem Sinterpulver gefertigten Reibbelag versehen werden kann, ohne den Reibbelag auf einen gesonderten Träger auf­ sintern und diesen Träger mit dem Stützring verbinden zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Reibbelag auf den Stützring durch ein Flammspritzen eines Sinterpulvers mit einem Grobkornanteil an 20 bis 80 Gew.-% aufgetragen wird, dessen Körner einen mindestens dem 1,5fachen mittleren Durchmesser der Körner des übrigen Pul­ veranteiles entsprechenden Durchmesser aufweisen.

Durch die Anwendung eines Flammspritzverfahrens zum Auftragen des Reibbelages auf den Stützring werden alle Schwierigkeiten vermieden, die sonst mit dem Aufbringen eines Sinterwerkstoffes auf eine konische oder zylindrische Reibfläche verbunden sind, weil einerseits eine gesonderte Verdichtung des Sinterpulvers entfallen kann und andererseits die Verwendung eines Zwischenträgers für den Sinterwerkstoff unnötig wird. Zum Auftragen metallischer Überzüge sind zwar Flammspritzverfahren bekannt, bei denen das als Metallpulver zugeführte Metall in Spritzpistolen geschmolzen, durch Druck­ gas zerstäubt und auf die zu überziehenden Flächen gespritzt wird, doch werden bei diesen bekannten Verfahren homogene Überzüge mit einem sehr geringen Porenanteil erhalten, was eine Anwendung dieser Verfahren zum Herstellen von Reibbelä­ gen mit einem vergleichsweise hohen Porenanteil ausschließt. Erst durch das Zusammensetzen des Sinterpulvers aus einem Grobkornanteil und einem Feinkornanteil konnte die ange­ strebte Porosität in überraschender Weise sichergestellt werden. Dabei spielt es für die Steuerung der Porosität der aufgespritzten Schicht keine erhebliche Rolle, ob die einzel­ nen Komponenten des Sinterpulvers unterschiedliche Korn­ größen aufweisen oder innerhalb dieser Komponenten eine ent­ sprechende Kornverteilung vorliegt, wenn nur die angegebenen Verhältnisse eingehalten werden. Die Komponenten des Sinter­ pulvers können dabei als Sintermischung oder voneinander ge­ trennt der Spritzpistole zugeführt werden. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß sich eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Werkstoffkomponenten einstellt.

Um einen bevorzugten Größenbereich für die Poren des aufgespritzten Reibbelages sicherzustellen, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung der mittlere Durchmesser der Körner des Grobkornanteiles des Sinterpulvers nach oben begrenzt werden. Dieser Korndurchmesser soll den dreifachen mittleren Durchmesser der Körner des übrigen Pulveranteiles nicht übersteigen. Zusätzlich kann zur Begrenzung der Korngröße des Grobkornanteiles ein oberer Grenzwert für den mittleren Korndurchmesser von 200 µm angegeben werden. Werden diese Bedingungen eingehalten, so können auf herkömmliche Stütz­ ringe Reibbeläge aus einem Sinterwerkstoff aufgebracht werden, die allen Anforderungen entsprechen.

Bei geringeren Belastungsanforderungen kann mit der durch das Flammspritzen erreichbaren Festigkeit des Reibbe­ lages das Auslangen gefunden werden. Steigt die Belastung der Reibbeläge an, so wird im allgemeinen das durch ein Flammspritzverfahren auf den Stützring aufgebrachte Sinter­ pulver einem zusätzlichen Sintervorgang zu unterwerfen sein.

An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Ver­ fahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer zylindri­ schen oder konischen Reibfläche näher erläutert, und zwar wird das Flammspritzen eines Sinterpulvers auf den Stützring eines Reibringes schematisch gezeigt.

Der herzustellende Reibring 1 besteht im wesentlichen aus einem mit Zähnen 2 versehenen Stützring 3, der einen Reibbelag 4 aus einem Sinterwerkstoff aufweist. Solche Reib­ ringe können mit Vorteil als Synchronringe bei Synchroni­ siereinrichtungen von Schaltgetrieben Verwendung finden. Es ist aber auch bei einer entsprechenden konstruktiven Ausge­ staltung ein Einsatz solcher Reibringe für Reibkupplungen, Reibbremsen od. dgl. möglich.

Zum Auftragen des Reibbelages 4 auf die konische Ringfläche 5 des Stützringes 3 ist eine Spritzpistole 6 vor­ gesehen, mit deren Hilfe das vorbereitete Sinterpulver, dessen Zufuhr durch den Pfeil 7 angedeutet wird, geschmol­ zen, zerstäubt und über ein Druckgas auf den Stützring 3 aufgespritzt wird. Das Schmelzen des zugeführten Sinterpul­ vers kann dabei durch Heißgase, elektrisch oder im Lichtbo­ gen erfolgen.

Um eine angestrebte Porosität für den Reibbelag 4 zu sichern, muß für eine bestimmte Korngrößenverteilung im Sinterpulver gesorgt werden, und zwar werden besonders vor­ teilhafte Verhältnisse erreicht, wenn der Grobkornanteil des Sinterpulvers 30 bis 40 Gew.-% ausmacht, wobei die Körner dieses Anteiles einen Durchmesser aufweisen, der etwa dem doppelten mittleren Durchmesser der Körner des übrigen Pul­ veranteiles entspricht. Als Sinterpulver können unter Einhal­ tung dieser Bedingungen übliche Komponenten eingesetzt werden. Eine solche Sinterpulverzusammensetzung kann beispielsweise als nichtmetallische Komponente 15 Gew.-% eines Silikates und 5 Gew.-% Graphit oder einen Graphitersatzstoff enthalten. Die metallische Komponente, die in diesem Bei­ spiel 80 Gew.-% ausmacht, besteht dann vorzugsweise aus einem Bronze-, Messing- oder Eisenpulver.

Nach dem Auftragen des Reibbelages 4 durch ein Flamm­ spritzverfahren kann der Reibbelag zusätzlich gesintert werden, um besonders hohen Anforderungen genügen zu können. Es wird eine ganzflächige Verbindung zwischen dem Reibbelag 4 und dem Stützring 3 erhalten, so daß eine genaue Nachbe­ arbeitung des Reibbelages möglich ist, weil sich keine federnden Abschnitte zwischen einzelnen, voneinander ge­ trennten Verbindungsstellen ergeben können.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen eines Reibringes mit einer konischen oder zylindrischen Reibfläche, wobei ein Reibbe­ lag aus einem Sinterpulver mit wenigstens einer metallischen und einer nicht metallischen Komponente auf einen Stützring aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (4) auf den Stützring (3) durch ein Flammspritzen des Sin­ terpulvers mit einem Grobkornanteil von 20 bis 80 Gew.-% auf­ getragen wird, dessen Körner einen mindestens dem 1,5fachen mittleren Durchmesser der Körner des übrigen Pulveranteiles entsprechenden Durchmesser aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Körner des Grobkornanteiles des Sinterpulvers höchstens dem dreifachen mittleren Durch­ messer der Körner des übrigen Pulveranteiles entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Körner des Grobkornanteiles des Sinter­ pulvers einen mittleren Durchmesser von höchstens 200 µm aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (4) nach dem Flammspritzen des Sinterpulvers zum Auftragen auf den Stützring (3) gesin­ tert wird.